挪威和英國科研人員發現,在建立固定溫度差的情況下,水可以被極化,并可在水中形成強度高達每米108伏特的電場。有關專家指出,這一科研成果在生物細胞學研究方面具有重要價值。相關研究成果刊登在近期出版的《物理學評論快報》上。
眾所周知,在兩種介質(金屬)組成的回路中,如果使兩個接觸點的溫度不同,在回路中將會出現電流,這種現象稱為塞貝克(Seeback)效應。但這里所指的是非均勻介質,如果是均勻介質,系統回路中將不會產生電流。
但如果在電介質中建立溫度梯度,會發生什么結果?在這種情況下電荷的自由載體是不存在的,也就不可能存在電流。然而,挪威和英國的科研人員發現了電介質的極化效應,這種效用表明,可以把電介質分子看作是小的偶極子,在電介質中形成溫度差時,偶極分子發生定向極化,偶極矩指向溫度低的方向排列。
研究人員是通過理論計算獲得上述結果的。在理論模型計算中,研究人員使用了不均勻熱動力學設備,同時為了簡化對水性質的描述,使用了著名的有心力模型來代替水。
研究人員將研究的對象或者系統定義為一個長方形盒子,在兩個盒子里各有1280個和3240個水分子,利用恒溫器在盒子的水平方向建立溫度遞減梯度,并使兩個盒子中的水處于1400個大氣壓下。
計算結果表明,在每米1010k(k指絕對溫度)的溫度梯度下,可以在水中產生每米108伏特的電場。針對上述結論,研究人員認為,任何與外界環境處于非平衡的熱動力系統,總是企圖找到穩定的狀態,由于電介質的極化,在熱擴散的情況下,整個系統變成了阻力,以達到補償溫度在系統內部的非均勻分布。
研究人員認為,如果建立每米108k的溫度梯度,將產生強度為106伏特的電場,而這種新發現對生物細胞的研究具有重要價值。
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